电路与模拟电子技术 第9章 功率放大电路

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1、第9章功率放大电路教学目标与要求了解功率放大电路的特点。掌握对功率放大电路与电压放大电路的基本要求；了解功率放大电路的甲类、乙类和甲乙类三种工作状态的特点。掌握OTL和OCL功率放大电路的工作原理。9.1功率放大电路的特点1.功率放大电路要有尽可能大的输出功率在电路参数一定时，负载上可能获得的最大的交流功率称为最大输出功率，用Pom表示。要使Po大Po∝UoIoUo、Io均应大2.功率放大电路要有尽可能高的效率功率放大电路的输出功率与电源所提供的直流功率之比称为转换效率，即平均功率或直流功率3.功

2、率放大电路的功放管要接近于极限运用状态晶体管的极限参数①ICM②U(BR)CEO③PCM要求：iC＜ICM要求：uCE＜U(BR)CEO要求：pC＜PCMU(BR)CEOICMuCEiCO等功耗线PCM=uCEiC安全工作区4.不能采用微变等效电路法对功率放大电路进行分析9.2变压器耦合功率放大电路基本的共射放大电路如图所示当RL很小时，Uo很小；当RL很大时，Io很小。+VCCRBRCC1C2VT++ui+–uo+–RLio①当RL很小和很大时，Po均不大。②RC消耗功率η不高设想：存在某个合适

3、的RL，使Po最大。变压器耦合单管功放最佳匹配+VCCRBC1VT+ui+–RLN1N2+VCCRBRCC1C2VT++ui+–uo+–RLio9.2.1变压器耦合单管功率放大电路uCEVCCUCESOQ直流负载线ICQiCIB＝IBQIB＝2IBQ1.静态分析若不计一次绕组的电阻，则有uCE=VCC直流负载线和静态工作点Q如图所示。若不计基极回路的损耗，则静态时电源所提供的直流功率为全被管子（主要是集电结）损耗+VCCRBC1VT+ui+–RLN1N22.动态分析过Q点作交流负载线，如图所示。若

4、不计UCES，则Q点为交流负载线AB的中点。最大输出功率△QBD的面积tOuCEiCICQO2ICQtuCEVCCUCESOQ直流负载线交流负载线ICQiCABIB＝IBQIB＝2IBQD电源提供的功率PV=VCCIAV≈VCCICQ电路的理想效率特别提示对单管功放而言，输入信号越小，管子损耗越大，效率越低。甲类状态：导通角为360°。缺点η低。改进办法：静态时，使晶体管截止（PV=0）如图所示乙类状态：导通角为180°。iCOttOuCEuCEOQiCUCES*9.2.2变压器耦合乙类推挽功率放

5、大电路可以得出，乙类功放的理想效率为π/4（即78.5%）。OuitAOBuAOOOuBOVCCiC2iC1tVT1VT2t-+uiT1+uoRLOuot-T2tOiC1tOiC2（1）电路组成（2）工作原理说明“推挽”工作方式：同类型两只晶体管在电路中交替导通的方式。②功率放大电路的分类在放大电路中，若输入信号为正弦波时，根据晶体管在信号整个周期内导通情况分类甲类(=2)tiCOIcm2ICQtiCOIcm2ICQ乙类(=)tiCOIcmICQ2甲乙类(<<2)丙

6、类：导通角小于。丁类：功放管工作在开关状态，管子仅在饱和导通时消耗功率。集电极电流iC将严重失真。缺点：变压器笨重、体积大、效率低、不便于集成化，且低频和高频特性差等。9.3互补对称功率放大电路9.3.1OTL电路1.电路组成2.工作原理设晶体管的死区电压为0（1）静态时（2）动态时ui为正半周：VT1导通，VT2截止uo≈uiui为负半周：VT1截止，VT2导通uo≈ui基极电位和发射极电位均为VCC/2RLuiVT1VT2Cuo++-+-+VCC要求：C越大越好，但C又不能过大（电解电容）

7、iCOttOuCEuCEOQiCUCES3.最大输出功率静态工作点Q的坐标为（VCC/2，0）。输出电压uo不失真时的最大值为VCC/2-UCES1最大不失真输出电压为最大输出功率为RLuiVT1VT2CuO++-+-+VCC9.3.2OCL电路1.电路组成2.工作原理设晶体管的死区电压为0（1）静态时（2）动态时VT1导通，VT2截止uo≈uiui为负半周：VT1截止，VT2导通uo≈ui基极电位和发射极电位均为0ui为正半周：+-ui-uo+VCCVT1VT2RL+iC1iC2-VCCiCOt

8、tOuCEuCEOQiCUCES3.最大输出功率静态工作点Q的坐标为（VCC，0）。输出电压uo不失真时的最大值为VCC-UCES1最大不失真输出电压为最大输出功率为+-ui-uo+VCCVT1VT2RL+iC1iC2-VCCOCL电路存在的问题：交越失真t交越失真OuotOiB1iB1uBE1ube1tOuiO设置合适的静态工作点。如何消除交越失真？4.消除交越失真的OCL电路消除交越失真的OCL电路+VCCB2B1CR2VT2iE1R1iC1iC2-uoVT1RL++-ui-V